มาตรฐานการซึมผ่าน (EPA/CARB) สำหรับถังเชื้อเพลิงพลาสติกแบบโรโตโมลด์มีอะไรบ้าง

เหตุใดมาตรฐานการซึมผ่านจึงมีความสำคัญสำหรับถังเชื้อเพลิงแบบ Rotomolded

การซึมผ่านของเชื้อเพลิง - การเคลื่อนตัวของไอไฮโดรคาร์บอนอย่างช้าๆ ผ่านผนังถังเชื้อเพลิงพลาสติก - เป็นหนึ่งในแหล่งปล่อยก๊าซที่ได้รับการควบคุมอย่างใกล้ชิดที่สุดในอุตสาหกรรมยานยนต์ แม้แต่ถังโพลีเอทิลีนที่ขึ้นรูปด้วย Rotomold ที่ดูเหมือนไม่บุบสลายก็ปล่อยให้ไอของเชื้อเพลิงหลายกรัมหลุดออกมาต่อวันได้ หากไม่ได้ออกแบบทางวิศวกรรมให้ตรงตามมาตรฐานที่เข้มงวด หน่วยงานกำกับดูแลในสหรัฐอเมริกา นำโดย สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) และ คณะกรรมการทรัพยากรทางอากาศแคลิฟอร์เนีย (CARB) ได้กำหนดขอบเขตการซึมผ่านที่ผูกพันไว้ทุกแห่ง แม่พิมพ์หมุนถังน้ำมันเชื้อเพลิงรถยนต์ และ resulting tank must satisfy before a vehicle enters the market.

การทำความเข้าใจมาตรฐานเหล่านี้มีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับผู้ผลิตยานพาหนะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้ออกแบบแม่พิมพ์และผู้ประมวลผลแบบ rotomolding ด้วย เนื่องจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดเริ่มต้นที่ขั้นตอนการเลือกวัสดุและเครื่องมือ — นานก่อนที่จะมีการติดตั้งถังเดียวในยานพาหนะ

ภาพรวมของกฎระเบียบการซึมผ่านของ EPA

กรอบการทำงานของ EPA ในการควบคุมการปล่อยการซึมผ่านของถังน้ำมันเชื้อเพลิงอยู่ภายใต้หลักๆ 40 CFR ส่วนที่ 86 และ associated evaporative emission standards for light-duty vehicles, light-duty trucks, and heavy-duty vehicles. The key metric is the อัตราการซึมผ่านรายวัน แสดงเป็นกรัมของไฮโดรคาร์บอนต่อตารางเมตรของพื้นที่ผิวถังต่อวัน (กรัม/ตร.ม./วัน)

มาตรฐานการปล่อยมลพิษระดับ Tier 2 และ Tier 3

ภายใต้โปรแกรม EPA ระดับ 2 (เริ่มตั้งแต่ปี 2547) และโปรแกรมระดับ 3 ที่เข้มงวดมากขึ้น (เริ่มตั้งแต่ปี 2560) การซึมผ่านจากถังน้ำมันเชื้อเพลิงจะต้องได้รับการควบคุมโดยเป็นส่วนหนึ่งของงบประมาณการปล่อยไอระเหยรวมของรถยนต์ ข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องคือ:

สำหรับรถยนต์โดยสารและรถบรรทุกงานเบา — การใช้งานทั่วไปมากที่สุดสำหรับถังเชื้อเพลิงแบบโรโตโมลด์ — EPA ยังคงรักษา 0.20 กรัม/ตร.ม./วัน ฝาการซึมผ่านสม่ำเสมอตั้งแต่ระดับ 2 เกณฑ์มาตรฐานนี้วัดที่ 40°ซ (104°ฟาเรนไฮต์) ใช้เชื้อเพลิงผสม CE10 (เอธานอล 10% ในเชื้อเพลิงที่ได้รับการรับรอง) ซึ่งสะท้อนถึงอุณหภูมิการใช้งานในฤดูร้อนในโลกแห่งความเป็นจริง

โปรโตคอลการทดสอบ: การทดสอบโรงเก็บของ

EPA กำหนดให้ผู้ผลิตต้องแสดงการปฏิบัติตามข้อกำหนดผ่าน SHED (ตัวเรือนแบบปิดผนึกสำหรับการตรวจวัดการระเหย) วิธีทดสอบ ถังที่ประกอบเสร็จแล้วจะถูกเติมเชื้อเพลิงทดสอบจนเต็มความจุ 40% โดยปิดผนึก และวางไว้ในตู้ที่อุณหภูมิ 40°C ตามระยะเวลาที่กำหนด มวลของไฮโดรคาร์บอนที่ตรวจพบในชั้นบรรยากาศจะถูกหารด้วยพื้นที่ผิวภายนอกของถังเพื่อคำนวณอัตราการซึมผ่านรายวัน ถังจะต้องได้รับหรือดีกว่า 0.20 กรัม/ตร.ม./วัน จึงจะผ่านได้

มาตรฐานการซึมผ่านของ CARB: เข้มงวดกว่าข้อกำหนดของรัฐบาลกลาง

แคลิฟอร์เนียดำเนินงานภายใต้หน่วยงานควบคุมการปล่อยมลพิษของตนเองผ่านการสละสิทธิ์จากรัฐบาลกลาง และ CARB ก็กำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดกว่าขั้นต่ำของ EPA อย่างสม่ำเสมอ รัฐที่นำกฎการปล่อยก๊าซของรัฐแคลิฟอร์เนียมาใช้ — โดยทั่วไปเรียกว่า มาตรา 177 ระบุ — ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของ CARB ด้วย จากการออกกฎล่าสุดโดยประมาณ 17 รัฐรวมทั้งวอชิงตัน ดี.ซี. ปฏิบัติตามมาตรฐานของรัฐแคลิฟอร์เนีย ทำให้การปฏิบัติตามข้อกำหนดของ CARB กลายเป็นข้อกังวลระดับชาติสำหรับผู้ผลิตที่กำหนดเป้าหมายครอบคลุมตลาดในวงกว้างอย่างมีประสิทธิภาพ

CARB LEV III และมาตรฐานการระเหยขั้นสูง

ภายใต้ CARB LEV III (รถยนต์มลพิษต่ำ III) กรอบข้อกำหนดการซึมผ่านของถังน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถบรรทุกขนาดเล็กถูกเข้มงวดมากขึ้น 0.20 กรัม/ตร.ม./วัน — ตรงกับ EPA Tier 2/3 — แต่ CARB ยังกำหนดงบประมาณการปล่อยไอระเหยรวมที่เข้มงวดมากขึ้นที่ 0.300 กรัม/ครั้ง สำหรับการทดสอบการแช่ร้อนและการทดสอบรายวันแบบรวม เมื่อเทียบกับขีดจำกัดที่ผ่อนปรนกว่าเล็กน้อยของ EPA งบประมาณโดยรวมที่จำกัดมากขึ้นนี้หมายความว่าตัวถังจะต้องมีส่วนช่วยในการซึมผ่านน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อไม่ให้มีที่ว่างสำหรับแหล่งระเหยอื่นๆ (ฝาน้ำมันเชื้อเพลิง ท่อ ฯลฯ)

สำหรับ ยานพาหนะเพื่อการพักผ่อนนอกทางหลวง และอุปกรณ์ที่อยู่ภายใต้กฎการจุดระเบิดด้วยการอัดและการจุดระเบิดด้วยประกายไฟแบบออฟโรดของ CARB ขีดจำกัดการซึมผ่านจะแตกต่างกันไปตามระดับเครื่องยนต์และอาจเข้มงวดเท่ากับ 1.0 ก./ตร.ม./วัน สำหรับรถถังขนาดเล็กที่มีเส้นทางสู่ระยะยาว 0.5 กรัม/ตร.ม./วัน .

ข้อกำหนดของ CARB สำหรับเทคโนโลยี Barrier

CARB เป็นเครื่องมือสำคัญในการขับเคลื่อนการนำ เทคโนโลยีสิ่งกีดขวาง สำหรับถังแบบโรโตโมลด์ โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูงมาตรฐาน (HDPE) ซึ่งเป็นวัสดุหลักในการขึ้นรูปแบบหมุน มีความสามารถในการซึมผ่านของเชื้อเพลิงสูงโดยเนื้อแท้ ซึ่งมักจะเกิน 10–20 กรัม/ตร.ม./วัน โดยไม่ต้องรักษา การบังคับใช้ของ CARB ผลักดันอุตสาหกรรมให้พัฒนาโซลูชั่นที่ใช้งานได้จริง ซึ่งรวมถึง:

• การฟลูออไรเนชันของพื้นผิวภายในถังหลังการขึ้นรูป
• ฟิล์มกั้นแบบอัดรีดร่วมหรือหลายชั้นรวมอยู่ในผนังถัง
• ซับในไนลอน (PA6 หรือ PA12) ยึดติดกับเปลือกนอก HDPE
• ชั้นกั้น EVOH (เอทิลีนไวนิลแอลกอฮอล์) ฝังอยู่ระหว่างการขึ้นรูป

เทคโนโลยี Rotomolding จัดการกับการซึมผ่านอย่างไร

การขึ้นรูปแบบหมุนถือเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมเฉพาะสำหรับการควบคุมการซึมผ่านซึ่งไม่มีอยู่ในการขึ้นรูปแบบเป่าหรือการฉีดขึ้นรูป การทำความเข้าใจความท้าทายเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่ออกแบบหรือระบุถังแบบ rotomolded ที่มีจุดประสงค์เพื่อให้สอดคล้องกับ EPA/CARB

ความท้าทายหลัก: HDPE ชั้นเดียว

การขึ้นรูปแบบ Rotomolding แบบดั้งเดิมใช้ผง HDPE ชั้นเดียว ซึ่งจะเผาเป็นชิ้นส่วนผนังที่ไร้รอยต่อและสม่ำเสมอในระหว่างรอบการให้ความร้อน แม้ว่าสิ่งนี้จะสร้างความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ยอดเยี่ยมและความสามารถทางเรขาคณิตที่ซับซ้อน แต่ HDPE ที่เรียบร้อยก็ทำได้ ซึมผ่านได้สูงกับอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (เบนซีน โทลูอีน ไซลีน) ที่มีอยู่ในน้ำมันเบนซิน อัตราการซึมผ่านของถัง HDPE ที่ไม่ผ่านการบำบัดอาจมีตั้งแต่ 10 ถึง 30 กรัม/ตร.ม./วัน — อยู่เหนือขีดจำกัดด้านกฎระเบียบใดๆ มาก

การฟลูออริเนชันหลังการขึ้นรูป

วิธีแก้ปัญหาเชิงพาณิชย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับถังเชื้อเพลิงแบบ rotomolded คือ ฟลูออริเนชันหลังการขึ้นรูป . หลังจากถอดและตัดแต่งถังแล้ว ถังจะถูกวางไว้ในห้องเพาะเลี้ยงและสัมผัสกับก๊าซฟลูออรีนที่เป็นธาตุ (โดยทั่วไปจะมีไนโตรเจน 1–10% F2) ในช่วงเวลาที่มีการควบคุม ฟลูออรีนทำปฏิกิริยาทางเคมีกับพื้นผิวโพลีเอทิลีน โดยแทนที่อะตอมไฮโดรเจนด้วยอะตอมของฟลูออรีน และสร้าง ชั้นกั้นฟลูออโรโพลีเมอร์มีความหนาประมาณ 0.1–0.5 ไมครอน . ชั้นบางนี้ลดการซึมผ่านของไฮโดรคาร์บอนได้อย่างมาก

ด้วยฟลูออไรด์ที่เหมาะสม อัตราการซึมผ่านจะลดลงจนถึงช่วง 0.05–0.15 กรัม/ตร.ม./วัน — อยู่ในขีดจำกัดของ EPA ระดับ 2/3 และ CARB LEV III อย่างไรก็ตาม ความทนทานและความสม่ำเสมอของชั้นกั้นขึ้นอยู่กับการควบคุมกระบวนการที่สอดคล้องกัน ฟลูออไรด์ที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้พื้นที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันไม่เพียงพอ

Rotomolding หลายชั้น (ระบบเชื่อมขวางและกั้น)

แนวทางขั้นสูงกว่านั้นเกี่ยวข้องกับ การขึ้นรูปแบบหมุนหลายชั้น โดยที่สูตรผงต่างๆ จะถูกใส่เข้าไปในแม่พิมพ์ตามลำดับในระหว่างรอบเดียว การกำหนดค่าทั่วไป ได้แก่:

1. ชั้นโครงสร้าง HDPE ภายนอกสำหรับทนต่อแรงกระแทกและความเสถียรต่อรังสี UV
2. ชั้นผูก/กาวสำหรับติด
3. ชั้นกั้น (มักเป็น EVOH หรือไนลอน) สำหรับการต้านทานการซึมผ่าน
4. ชั้น HDPE ด้านในเข้ากันได้กับหน้าสัมผัสเชื้อเพลิง

วิธีการนี้เป็นแนวทางทางเทคนิคเนื่องจากต้องเปิดแม่พิมพ์และโหลดซ้ำกลางรอบ และการได้ความหนาของชั้นที่สม่ำเสมอในรูปทรงที่ซับซ้อนต้องอาศัยการควบคุมอุณหภูมิแม่พิมพ์ที่แม่นยำ อย่างไรก็ตามสามารถบรรลุประสิทธิภาพการซึมผ่านของ ต่ำกว่า 0.10 กรัม/ตร.ม./วัน โดยไม่ต้องผ่านการประมวลผล

โพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE)

การใช้งานถังเชื้อเพลิงแบบ rotomolded บางประเภทใช้ โพลีเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE) แทนที่จะเป็น HDPE มาตรฐาน การเชื่อมขวางสร้างเครือข่ายโพลีเมอร์ที่ลดการซึมผ่านเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ HDPE เชิงเส้น แต่ XLPE เพียงอย่างเดียวไม่ได้ให้ประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวางเพียงพอที่จะเป็นไปตามขีดจำกัด EPA/CARB โดยไม่ต้องมีการบำบัดเพิ่มเติม ข้อได้เปรียบหลักคือทนต่อสารเคมีได้ดีกว่าและมีความทนทานต่อโครงสร้างในระยะยาว

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบแม่พิมพ์เพื่อการปฏิบัติตามข้อกำหนด

การบรรลุการปฏิบัติตามข้อกำหนดการซึมผ่านไม่ได้เป็นเพียงคำถามที่สำคัญเท่านั้น การออกแบบแม่พิมพ์แบบหมุนนั้นส่งผลโดยตรงต่อว่าถังที่สร้างเสร็จแล้วจะเป็นไปตามมาตรฐาน EPA และ CARB หรือไม่ ปัจจัยการออกแบบที่สำคัญหลายประการต้องได้รับการแก้ไขในระหว่างขั้นตอนการใช้เครื่องมือ

ความสม่ำเสมอของความหนาของผนัง

การซึมผ่านผนังพลาสติกจะแปรผกผันกับความหนาของผนัง — พื้นที่ที่บางกว่าจะทำให้มีการซึมผ่านได้มากขึ้น ในการขึ้นรูปแบบโรโตโมลด์ การบรรลุความหนาของผนังที่สม่ำเสมอตลอดรูปทรงถังที่ซับซ้อนถือเป็นความท้าทายขั้นพื้นฐาน ผู้ออกแบบแม่พิมพ์จะต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ:

• อัตราส่วนความเร็วในการหมุน ระหว่างแกนหลักและแกนรองเพื่อส่งเสริมการกระจายตัวของผงอย่างสม่ำเสมอ
• ตำแหน่งช่องระบายอากาศ เพื่อป้องกันความแตกต่างของแรงดันที่มุมภายในบาง
• เป้าหมายความหนาของผนังขั้นต่ำ — โดยทั่วไป 4–6 มม. สำหรับการใช้งานถังเชื้อเพลิงยานยนต์ — เพื่อให้มั่นใจถึงความต้านทานการซึมผ่านที่เพียงพอแม้ในโซนที่บางที่สุด

การเข้าถึงการตกแต่งพื้นผิวและฟลูออไรด์

เมื่อฟลูออรีนหลังการขึ้นรูปเป็นวิธีกั้นที่เลือก รูปทรงภายในของถังต้องยอมให้ก๊าซฟลูออรีนเข้าถึงพื้นผิวภายในทั้งหมดได้อย่างสม่ำเสมอ สามารถสร้างร่องลึก ทางเดินแคบ หรือแผ่นกั้นภายในได้ โซนที่มีร่มเงา ในกรณีที่การแทรกซึมของฟลูออรีนไม่เพียงพอ การออกแบบแม่พิมพ์ต้องสร้างสมดุลระหว่างข้อกำหนดด้านโครงสร้างและการกักเก็บกับความจำเป็นในการไหลของก๊าซที่ไม่มีการขัดขวางในระหว่างการฟลูออไรเนชัน

การบูรณาการการแทรกและการติดตั้งที่เหมาะสม

ถังน้ำมันเชื้อเพลิงประกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย เช่น เซ็นเซอร์ระดับน้ำมันเชื้อเพลิง ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง ข้อต่อคอเติม ท่อระบายอากาศ และปลั๊กท่อระบายน้ำ แต่ละส่วนเชื่อมต่อระหว่างส่วนที่เป็นโลหะหรือพลาสติกกับผนังถังอาจเป็นเส้นทางการซึมผ่านได้หากไม่ได้ปิดผนึกอย่างเหมาะสม แม่พิมพ์แบบหมุนต้องได้รับการออกแบบให้ระบุตำแหน่งของเม็ดมีดเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำ และสร้างส่วนเชื่อมต่อที่แน่นหนาและมีการยึดเกาะที่ดี หน่วยงานกำกับดูแลจะประเมินการซึมผ่านที่ระดับทั้งถัง ซึ่งหมายความว่าเส้นทางการรั่วไหลที่อุปกรณ์ติดตั้งมีส่วนทำให้เกิดผลรวมที่วัดได้

การจัดการสายการแยกส่วน

ถัง rotomolded ต่างจากถังเป่าขึ้นรูปตรงที่มีเส้นแยก (การแยกแม่พิมพ์) ที่ต้องกลึงให้มีพิกัดความเผื่อที่แคบมาก แนวการแยกส่วนที่มีการปิดผนึกไม่ดีในระหว่างรอบการขึ้นรูปแบบโรโตโมลด์สามารถสร้างจุดที่บางหรือไม่ติดกันในผนังถัง ณ ตำแหน่งนั้น ส่งผลให้ทั้งความสมบูรณ์ของโครงสร้างและประสิทธิภาพการซึมผ่านลดลง แม่พิมพ์ Rotomolding สมัยใหม่สำหรับการใช้ถังเชื้อเพลิงยานยนต์ พื้นผิวอะลูมิเนียมหรือเหล็กกล้าที่กลึงอย่างแม่นยำ โดยมีความคลาดเคลื่อนความเรียบที่บันทึกไว้ต่ำกว่า 0.1 มม.

ข้อกำหนดการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดและกระบวนการรับรอง

การแสดงให้เห็นถึงการปฏิบัติตามมาตรฐานการซึมผ่านของ EPA และ CARB จำเป็นต้องมีกระบวนการทดสอบและจัดทำเอกสารที่มีโครงสร้างซึ่งเริ่มต้นก่อนที่ยานพาหนะจะเข้าสู่การผลิต

การทดสอบก่อนการรับรอง

ผู้ผลิตจำเป็นต้องทำการทดสอบการซึมผ่าน รถถังตัวแทนการผลิต — ไม่ใช่หน่วยต้นแบบหรือสร้างด้วยมือ ถังทดสอบจะต้องได้รับการขึ้นรูปโดยใช้แม่พิมพ์ วัสดุ และสภาวะการประมวลผลเดียวกันกับที่ใช้สำหรับการผลิตจำนวนมาก มีการกำหนดระยะเวลาการปรับสภาพล่วงหน้าขั้นต่ำ (โดยทั่วไป แช่น้ำมันเชื้อเพลิง 20 สัปดาห์ ที่ 40°C) ก่อนการวัดการซึมผ่านขั้นสุดท้าย เพื่อให้มั่นใจว่าโพลีเมอร์และชั้นกั้นใดๆ มีการดูดซับเชื้อเพลิงที่สมดุล ซึ่งแสดงถึงสภาวะโลกแห่งความเป็นจริงที่เลวร้ายที่สุด

วิธีการทดสอบแบบยกยอดและทางเลือก

สำหรับ manufacturers who have previously certified a tank design, EPA and CARB allow การรับรองการยกยอด ไปยังโมเดลที่เกี่ยวข้องหากรูปทรงของถัง ความหนาของผนัง วัสดุ และการบำบัดสิ่งกีดขวางเหมือนกันหรืออยู่ภายในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่กำหนด ซึ่งจะช่วยลดภาระการทดสอบสำหรับการออกแบบที่แชร์แพลตฟอร์ม อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงรูปทรงของถัง (การเปลี่ยนแปลงพื้นที่ผิวมากกว่า 5%) ซัพพลายเออร์วัสดุ หรือกระบวนการกั้น จะทำให้เกิดการทดสอบการรับรองฉบับสมบูรณ์ใหม่

ข้อกำหนดด้านความทนทาน

นอกเหนือจากประสิทธิภาพการซึมผ่านเริ่มแรก ทั้ง EPA และ CARB กำหนดให้ถังรักษาระดับการซึมผ่านที่เป็นไปตามข้อกำหนดเหนือยานพาหนะ ชีวิตที่มีประโยชน์ ซึ่งหมายถึง 10 ปีหรือ 150,000 ไมล์สำหรับรถยนต์ขนาดเล็ก ผู้ผลิตจะต้องแสดงให้เห็นถึงความทนทานต่อการซึมผ่านผ่านโปรโตคอลการเร่งอายุ และให้ข้อมูลทางวิศวกรรมที่แสดงให้เห็นว่าการบำบัดสิ่งกีดขวาง (เช่น ฟลูออริเนชัน) ยังคงมีเสถียรภาพตลอดอายุการใช้งานนี้ ต้องส่งข้อมูลความต้านทานรังสียูวีที่บันทึกไว้ ประสิทธิภาพการหมุนเวียนความร้อน และข้อมูลความเข้ากันได้ของเชื้อเพลิงสำหรับส่วนผสมเอทานอล (สูงถึง E85 ในการใช้งานเชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่น) ด้วย

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการซึมผ่าน: การขึ้นรูปด้วย Rotomolding เทียบกับวิธีการผลิตอื่นๆ

การทำความเข้าใจว่าถังเชื้อเพลิงแบบโรโตโมลด์เป็นอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับถังที่ผลิตโดยกระบวนการผลิตอื่นๆ ในแง่ของประสิทธิภาพการซึมผ่านโดยธรรมชาติ เนื่องจากบริบทนี้ส่งผลต่อการตัดสินใจด้านกลยุทธ์ด้านกฎระเบียบ

การเปรียบเทียบนี้แสดงให้เห็นว่าในขณะที่ถัง rotomolded เริ่มต้นจากค่าการซึมผ่านพื้นฐานที่สูง การบำบัดสิ่งกีดขวางที่เหมาะสมจะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานดีขึ้น เทียบเคียงหรือดีกว่าวิธีการผลิตถังพลาสติกแบบอื่นๆ และอยู่ในข้อกำหนดของ EPA/CARB

ข้อควรพิจารณาพิเศษสำหรับถังเชื้อเพลิงทางเลือก

เนื่องจากเชื้อเพลิงทางเลือกกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้น มาตรฐานการซึมผ่านของถังแบบโรโตโมลด์จึงต้องจัดการกับเคมีของเชื้อเพลิงใหม่นอกเหนือจากน้ำมันเบนซินทั่วไป

เอทานอลผสม (E10, E85)

เอทานอลส่งผลต่อพฤติกรรมการซึมผ่านอย่างมีนัยสำคัญ HDPE ก็มี การซึมผ่านของเอธานอลลดลง มากกว่าอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน แต่เอธานอลสามารถทำให้เมทริกซ์โพลีเมอร์เป็นพลาสติกได้ ซึ่งอาจทำให้ชั้นกั้นอ่อนตัวลงเมื่อเวลาผ่านไป ทั้ง EPA และ CARB จำเป็นต้องมีการทดสอบการซึมผ่านด้วย CE10 (เชื้อเพลิงรับรองเอทานอล 10%) เป็นสื่อทดสอบมาตรฐาน สำหรับถังยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่นซึ่งได้รับการจัดอันดับสำหรับ E85 จำเป็นต้องมีข้อมูลความเข้ากันได้ของวัสดุและความทนทานต่อการซึมผ่านเพิ่มเติมเพื่อแสดงให้เห็นว่าแผงกั้นจะรักษาความสมบูรณ์ของเชื้อเพลิงเอธานอลสูง

รถถังดีเซลและ DEF

ถังเชื้อเพลิงดีเซลมีความเสี่ยงต่อการซึมผ่านต่ำกว่าถังน้ำมันเบนซินโดยธรรมชาติ เนื่องจากความดันไอของดีเซลต่ำกว่า และข้อจำกัดด้านกฎระเบียบสำหรับถังดีเซลก็เข้มงวดน้อยกว่าเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ถังน้ำมันดีเซลไอเสีย (DEF) — ซึ่งพบเห็นได้ทั่วไปมากขึ้นในรถยนต์ดีเซลสมัยใหม่สำหรับการควบคุมการปล่อยก๊าซ SCR — นำเสนอภาพรวมด้านกฎระเบียบที่แตกต่างออกไป DEF คือยูเรียที่เป็นน้ำและไม่ได้เป็นปัญหาเรื่องการซึมผ่าน แต่ถัง DEF จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานความเข้ากันได้ของวัสดุสำหรับการสัมผัสกับสารละลายยูเรียในระยะยาว ถัง HDPE DEF แบบ Rotomolded มีการใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นไปตามข้อกำหนดโดยทั่วไปโดยไม่ต้องมีการบำบัดสิ่งกีดขวางเป็นพิเศษ

คำถามที่พบบ่อย: มาตรฐานการซึมผ่านของ EPA และ CARB สำหรับถังเชื้อเพลิงแบบ Rotomolded

คำถามที่ 1: ขีดจำกัดการซึมผ่านของ EPA สำหรับถังน้ำมันเชื้อเพลิงของยานพาหนะขนาดเล็กคือเท่าใด

ขีดจำกัดคือ 0.20 กรัม/ตร.ม./วัน วัดที่ 40°C โดยใช้เชื้อเพลิงทดสอบ CE10 ภายใต้ทั้งมาตรฐาน Tier 2 และ Tier 3

คำถามที่ 2: มาตรฐาน CARB แตกต่างจากมาตรฐาน EPA เรื่องการซึมผ่านของถังน้ำมันเชื้อเพลิงหรือไม่

ขีดจำกัดการซึมผ่านของถัง CARB ตรงกับ EPA ที่ 0.20 กรัม/ตร.ม./วัน แต่ CARB กำหนดงบประมาณการปล่อยไอระเหยรวมที่เข้มงวดมากขึ้น (0.300 กรัม/การทดสอบ) ซึ่งในทางปฏิบัติกำหนดให้ต้องมีการซึมผ่านของถังที่ต่ำกว่าเพื่อให้มีแหล่งปล่อยก๊าซอื่น ๆ

คำถามที่ 3: ถังขึ้นรูป HDPE แบบหมุนมาตรฐานสามารถผ่านข้อกำหนดการซึมผ่านของ EPA โดยไม่ต้องผ่านการบำบัดได้หรือไม่

ไม่ โดยทั่วไป HDPE ที่ไม่ผ่านการบำบัดจะซึมผ่านที่ 10–30 กรัม/ตรม./วัน ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัด 0.20 กรัม/ตรม./วัน มาก จำเป็นต้องมีการฟลูออไรด์หรือสิ่งกีดขวางหลายชั้น

คำถามที่ 4: ฟลูออไรด์หลังการขึ้นรูปบนถังเชื้อเพลิงมีอายุการใช้งานนานเท่าใด

แผงกั้นฟลูออริเนชันที่ใช้อย่างเหมาะสมถือว่าทนทานสำหรับอายุการใช้งานของยานพาหนะ 10 ปีหรือ 150,000 ไมล์ เมื่อสัมผัสกับเชื้อเพลิงยานยนต์ปกติ แม้ว่าผู้ผลิตจะต้องให้ข้อมูลสนับสนุนในการยื่นขอใบรับรองก็ตาม

คำถามที่ 5: การเปลี่ยนรูปทรงของถังต้องได้รับการรับรองการซึมผ่านใหม่หรือไม่

โดยทั่วไปได้ หากพื้นที่ผิวเปลี่ยนแปลงมากกว่าประมาณ 5% หรือหากวัสดุ ความหนาของผนัง หรือการบำบัดสิ่งกีดขวางได้รับการแก้ไข การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยภายในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่กำหนดอาจเข้าเกณฑ์สำหรับการรับรองการยกยอด

คำถามที่ 6: ถังเชื้อเพลิงแบบโรโตโมลด์จำเป็นต้องตรงตามมาตรฐาน CARB นอกแคลิฟอร์เนียหรือไม่

หากจำหน่ายรถยนต์ใน 17 รัฐโดยประมาณ (รวมถึงวอชิงตัน ดี.ซี.) ที่ใช้กรอบ LEV ของรัฐแคลิฟอร์เนีย จะใช้มาตรฐาน CARB ผู้ผลิตที่ขายทั่วประเทศมักจะออกแบบถังให้เป็นไปตามข้อกำหนดของ CARB เพื่อหลีกเลี่ยงการแยกสายผลิตภัณฑ์ออกจากกัน

คำถามที่ 7: เชื้อเพลิงทดสอบใดที่ใช้สำหรับการทดสอบการซึมผ่านของ EPA และ CARB

CE10 — ส่วนผสมของน้ำมันเบนซินที่ผ่านการรับรองกับเอธานอล 10% — เป็นเชื้อเพลิงทดสอบมาตรฐาน ซึ่งสะท้อนถึงปริมาณเอทานอลของน้ำมันเบนซินที่มีจำหน่ายในท้องตลาดในสหรัฐอเมริกา